Има малко материали, които се рекламират като супер-материали, за да бъдете разпознати като такива, ви трябват някои доста забележителни характеристики. Графенът е сравнително наскоро открит материал, който има редица интересни характеристики като здрав и лек. Учени и изследователи работят усилено, като изследват нови техники за производство на графен и проучват потенциални приложения за него.
Графенът е изкуствен алотроп или форма на въглерод. Състои се от шестоъгълна структура като в графита, но е лист с дебелина само един атом, което го прави изключително лек. Технически многослойните листове все още се наричат графен до около 30 слоя, след което се наричат графит.
В шестоъгълната структура, която графенът използва, три от четирите налични електрона образуват силни сигма връзки с три други въглеродни атома. Крайният наличен електрон е свободен да пътува по целия лист графен. Свободният електрон на въглероден атом прави графена електропроводим и изследванията показват, че той може да бъде по-проводим от медта. Три-силните връзки правят графена толкова труден за счупване, че ако направите еквивалентно дебел стоманен лист, графенът ще бъде 100 пъти по-здрав от най-здравата стомана.
Само 2,3% от оптичната светлина се абсорбира, което прави графена да изглежда почти прозрачен, това се дължи главно на това, че е с дебелина само един атом.
Комбинираната сила, тегло и прозрачност на графена бяха илюстрирани в Нобеловата награда, която двамата пионери изследователи получиха през 2010 г. Лист графен от един квадратен метър, ако се направи в хамак, би могъл да издържи котка от 4 кг, докато е почти напълно прозрачен и тежи само колкото един от мустаците на котката - 0,77 милиграма.
Изследванията върху графена се извършват в много различни области на изследване като медицина, електроника и околна среда. Един от основните ограничаващи фактори за търговските приложения исторически е цената. През десетилетието, откакто е създаден за първи път, обаче, разходите за производство на графен са спаднали значително, което означава, че започват да се появяват търговски приложения.
Една от ключовите индустрии, в които потребителите един ден ще видят как графенът прави разлика, ще бъдат батериите. Изследванията показват, че графенът ще може да съхранява големи количества енергия в по-малки и по-леки пакети, отколкото настоящите литиеви батерии, които може да са в състояние да се заредят за няколко минути, а не часа. Графеновите батерии вероятно също ще бъдат гъвкави, което ще им позволи лесно да се навиват или оформят в различни форми.